A svéd Koenigsegg 2,0 l-es kétturbós, 608 LE-s háromhengeresében nincsenek vezérműtengelyek.

A technológia, a belső égésű haj­tás manapság gyakran emlegetett majdani betiltásának árnyékában különösen értékes, mert a teljesítmény növelésén kívül a motorok tisztábbá tételére is alkalmas.

A vezérműtengely feladata minden négyütemű motorban ugyanaz. A főtengely forgatja, miközben excentrikus bütykeivel közvetlenül (vagy mechanikai áttételeken át) a szívó- és a kipufogószelepeken zongorázik. A mára végletekig ki­forrott szerkezet egyik fő hátránya, hogy a főtengely és a vezérlés közötti állandó mechanikus kapcsolattal a szelepnyitások időzítését nem lehet a motor pillanatnyi igényeihez igazítani, mert a tisztán mechanikus vezérlésekben a szelepek mindig ugyanabban a főtengelyi szöghelyzetben nyitnak és zárnak, a fordulatszámtól, és a terhelésétől függetlenül.

Az is komoly eredmény, hogy manapság már az olcsóbb motorokban is képesek vagyunk a szelepnyitásokat a fordulatszám függvényében – komoly korlátok között – szabályozni, az igazi megoldás azonban a terhelésfüggő időzítés és a szelepnyitási mélységek egyidejű szabályozása. Ez a mai elektrohidraulikus rendszerekkel is kompromisszumos, de főleg drága, pedig az előnyei (különösen a benzinmotorokban) egyértelműek: megnő a forgatónyomaték, és a teljesítmény, de közben csökkenhet fogyasztás, és tisztábbá is tehető a működés.

A vezérműtengely vagy tengelyek elhagyására és a szelepek teljesen önálló, egymástól is független működtetésére sok megoldás született már, a sorozatgyártásig azonban, – főleg az összetett szerkezet és a működtetés energiaigénye miatt – egyik sem jutott el. A svéd Cargine fejlesztőcég és tulajdonosa, a szintén svéd sportautó-manufaktúra a Koenigsegg, Freevalve nevű rendszere sok prototípus után már a sorozatgyártás felé kacsingat. A több mint húsz éve csiszolgatott, és tavaly a négyüléses Koenigsegg Gemera 2,0 l-es, kétturbós, 608 LE-s
(600 Nm) háromhengeresében (!) be is mutatott megoldásról már mi is írtunk, most azonban úgy tűnik, a szerkezet kilép a méregdrága sportkocsik világából, mert fejlesztői a belső égésű hajtás megmentőjét látják benne.

A szerkezet elektro-hidro-pneumatikus, összetett és nagyon ötletes. Minden szelepet egy-egy külön olajos és levegős munkahenger és két mágnes működtet, közös egységekben. A szelepeket sűrített le­vegő nyitja a motorirányító számítógép utasítására az egyik mágnesszelepen keresztül, úgy, hogy nyitás közben az említett olajos hengerbe eközben motorolaj áramlik. Az olajtöltés valójában nem nyitja a szelepet, csak követi a levegős henger mozgását, miközben az a szelepet kinyitja.

Azt, hogy a szelep milyen mélyen nyisson, a másik mágnes állítja be úgy, hogy egy adott pillanatban elengedi a nyitó sűrített levegőt, így a szelep, a zárásáért felelős rugó ellenében „ráül” az olajos henger töltetére. Az olajtöltéses nyitva tartás legfőbb előnye, hogy a szeleptányér nagy fordulatszámon sem leng, remeg, így nem rontja a töltés hatásfokát. A zárási parancsra a mélységállító elengedi az olajtöltetet és a szelep a zárórugó hatására bezár.

Mivel azonban olaj szabályozható ellenállású fojtáson távozik, a zárási sebesség és a karakterisztika is szabályozható. Az így teljesen szabadon alakítható nyitási-zárási időzítéssel, a mélység és a zárási sebesség akár szelepenként is változtatható, azaz minden hengerben külön-külön alakítható a töltetcsere, úgy, hogy akár minden egyes szívási és kipufogási szakasz is más-más. A nyitás mélységét, az égés hőmérsékletét, és a nyomást is maguk a szelepek érzékelik, tőlük érkezik a szabályozó jel a motorirányításhoz. Ezzel a módszerrel a hengerkikapcsolás is egyszerűen kivitelezhető.

A Koenigsegg mérnökei akár 17-20 százalékos fogyasztáscsökkentést ígérnek, az azonos méretű négyhengeres turbós benzinesekhez képest, miközben a vezérlés tömege a működéséhez szükséges kompresszorral és külön motorolaj-szivattyúval együtt sem nagyobb, mint a mai változó szerkezeteké. A TFG-nek (Tiny Friendly Giant: Barátságos apró óriás) elnevezett, segédberendezései nélkül mindössze 70 kilós motor hengerenkénti négyszelepes, csupa könnyűfém szerkezetű, közvetlen befecskendezéses, és tiszta etanollal is itatható. Két fix geometriájú turbó tölti, az egyiket a három henger egyik, a másikat a másik kipufogószelep-sorára kötötték, a nyomóoldalon nincs ilyen elkülönítés. Alacsony terhelésnél és kis fordulatszámon csak az egyik turbó dolgozik, a másik feljebb lép be.

A Freevalve technológia életképességét bizonyítandó a Koenigsegg mérnökei elkészítették a 2,0 l-es háromhengeres szívó változatát is, az 304 LE-t és 250 Nm-t produkált a próbapadon. Most a szerkezet nagyobb sorozatú gyártásának előkészítése zajlik, hiszen a cél az átlagautók átlagos motorjainak tisztábbá tétele. Ebben a munkában a svédek a Texasban működő, és mesterséges intelligencia alapú fejlesztésekkel foglalkozó SparkCognition mérnökiroda segítségét is kikérték, egészen egyszerűen azért, mert a sokféle állítási lehetőség, és a rengeteg befolyásoló paraméter hagyományos infotechnológiai algoritmusokkal már nem kezelhető.

A rendszernek tanulnia és önállóan alkalmazkodnia kell. Az első közúti próbamotorok (tiszta etanollal) már futnak, és fejlesztőik szerint hihetetlenül jó emissziós értékeket produkálnak úgy is, hogy csak egyszerű oxidációs katalizátorral szerelik fel őket. A teljesen szabad szelepszabályozással az új emissziós szabványokban várhatóan különösen szigorúan kezelt hidegüzemi kibocsátás is kézben tartható, hiszen az égésterek hőmérséklete már az indítás előtti pillanatokban is (amíg az indítómotor forgat) több mint 30 fokkal emelhető meg, ami a katalizátor gyors bemelegedését segíti.

Állítólag csak ezzel is sikerült a hidegüzemi kibocsátást közel 60 százalékkal csökkenteni. A mérnökgárda természetesen hibrideket tervez, hiszen a Freevalve-vel az is egyszerűen megoldható, hogy motorféküzemben zárva maradjanak a szelepek, így a forgatás energiaszükséglete minimális (nincs pumpálási veszteség), azaz több mozgási energia „fogható be” a hajtás villanymotorjaival, regeneratívan. A technológia iránt nem meglepő módon egyelőre főleg a kínai gyártók mutatnak nagy érdeklődést.

SZG

Megjelent: Az Autó 2021/8.

Ez a cikk több mint 90 napja frissült utoljára, így előfordulhat, hogy a benne szereplő egyes információk elavultak. Kérjük, hogy az olvasása során ezt vegye figyelembe!